CN112798299B - 汽车排放及汽车综合安全检验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车排放及汽车综合安全检验方法，采用检验平台进行检测；所述检验平台包括台体，所述台体上安装有四组与汽车的四个车轮一一对应的单轴检测单元。所述检验平台还包括前后轴传动系统，所述前后轴传动系统中设置有与四个车轮一一对应的轮间离合器。所述检验方法包括ABS检验部分、EBD检验部分和环保检验部分。进行ABS和环保检验时，轮间离合器处于连接状态，进行EBD检验时，轮间离合器处于断开状态。本发明实现了ABS和EBD的有效检测和二者兼顾，同时具有环保、成本低、覆盖车型广等优点。

Description

汽车排放及汽车综合安全检验方法

技术领域

本发明涉及一种汽车检验方法。

背景技术

安全检测和环保检测是主要的汽车检测项目。现有的制动性能或环保检测装置存在以下缺陷：

（一）难以实现ABS及EBD的有效检测。

当发生紧急制动时，EBD在ABS作用之前，依据车身的重量和路面条件，自动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率，如发觉此差异程度必须被调整时，刹车油压系统将会调整传至后轮的油压，以得到更平衡且更接近理想化的刹车力分布。因此，EBD的检测必须要为各轮模拟出不同的路面条件，同时还需要保证车辆到达相应的速度。

目前的ABS及EBD的检验手段主要有三种：

第一种：整车厂下线普遍采用低速程序模拟控制检验台，它是在以2.5km/h--10km/h的车速拖动车轮的情况下，比对拖动速度与轮速传感器的速度是否一致且稳定的方式来检验；以程序指令让泵及阀工作，驾驶员半踩制动，观察制动力曲线有增压、保压、下降三种状态，确认泵阀用程序控制能否工作。它是一种低速模拟检验ABS泵阀动作及轮速传感器是否正常、ABS装配质量的检验台，而不是检验ABS进入工作状态进行紧急制动时的工作性能是否正常的检验台，也不能检验EBD根据四轮对应的路面附着系数不同而实时调配四轮制动力的工作是否正常。因此，这种检验台实质上并不能检验ABS及EBD的紧急制动性能。世界著名ABS器件生产厂家威伯克在说明书上明确指出：如何判定ABS的工作好坏，以40km/h的速度在路上急踩制动至车辆停止。而后观察是否有拖印，如果没有拖印，就证明ABS的工作是好，如果有拖印就证明ABS的工作是不好的。这是定性判定，也说明了要检验ABS的工作好坏，就应在他工作的速度下检验。ABS通常是20-30km/h速度以上才开始工作，10km/h以下ABS不工作，因此10km/h以下速度根本无法检验ABS工作好坏。

第二种：试验场路试检验，即车厂在汽车产品定型试验时，要到国家法定的汽车试验场去路试检验（海南、襄樊）。该项检验是为了符合GB/T13594的规定。检验要求使用专用场地且设计成不同附着系数的路面，分别在高附着系数到低附着系数，再由低附着系数到高附着系数，对开路面（即左右两边一边是高附着系数一边是低附着系数路面）检验附着系数利用率。该方式受场地限制、雨雪天气影响等因素，不适合作为汽车厂进行一致性检验的手段。

第三种：在用车检测场，如果使用路试方式，需要小车检测线预留长80米x宽6米=480平方的路试跑道，大车检测场要留长100米x宽6米=600平方的路试跑道，需要很高的场地成本。另一方面，路试规定小车以50km/h、大车以30km/h的初速度路试紧急制动，车速已超越ABS的工作阈值。因此，高速段检验出的是ABS及EBD主导制动的制动距离及制动减速度，而低速段检验出的是普通制动的制动距离及制动减速度。这是两种制动的综合效果，难以提取出ABS主动工作的滑移率。

部分汽车生产厂对ABS或EBD性能进行检测时，采用测功机等设备施加电惯量以模拟的不同路况。但是测功机在车辆制动时会产生反向电动势，电惯量的响应存在明显的滞后，模拟出的状态与车辆在实际路面上的状态有很大的出入，因此采用电惯量会造成检测结果不准确，无法真正的代替路试。

由上综合分析可知，作为汽车主动安全装置汽车防抱制动系统ABS在高速时工作好坏，是汽车制动性能的重中之重的关键项。现有的检验，要么试验场的方法受场地局限无法普及，要么道路测试的局限性受雨雪天气的影响，要么整车厂的下线检验仅限于器件是否正常工作的检验，难以实现每车必检。因此，现有技术无法精准了解车辆高速行驶时主动安全防抱制动系统ABS的主动工作情况，是安全事故的主要隐患。

（二）ABS检测和EBD检测难以兼顾。

如前所述，目前对于ABS和EBD检测，比较理想的方案都是通过路试实现的，而ABS和EBD对路况的要求是不同的，这就决定了无法通过一个场地或装置完成，存在占用面积大、成本高等缺点。

（三）环保排放检测过程中，污染环境、干扰电网。

现有的环保检测平台本身耗能大，不利于环保，与“排放检测”的初衷相矛盾。

众所周知，排放量控制的目的是保护环境。然而，现有的社会汽车检测线多利用由电网供电产生磁场涡流吸收汽车工况法输出功率的电涡流测功机进行检测。电涡流测功机的基本原理是汽车依据法规要求的典型工况运行，将汽车工况运行输出的动能驱动转子在磁场中切割磁力线产生反电动势阻滞车轮转动形成涡流转化为热能散发到空气中，汽车输出的动能不能回收而以热量释放到大气中，增加温室效应，不利于环境保护。同时，转换过程中定子亦需吸收电网的电流励磁而耗费电能，间接造成发电量增高，提高了煤炭的燃烧量，亦不利于环保。

同时，电涡流机的感抗无功功率也会对电网造成干扰。

（四）目前的检测平台多采用单轴测功机，只能检测两驱车，无法检测四驱车。

（五）安全检测和环保检测都是分开检测，车辆需要大量的等待时间，检测效率低下，且设施占用大量场地，投资成本高。

发明内容

本发明提出了一种汽车排放及汽车综合安全检验方法，其目的是：（1）实现ABS和EBD的有效检测和二者兼顾；（2）将汽车检测过程中汽车产生的动能进行能量回收，满足检测线自身用电需求的同时将多余电能回馈电网，减少热量排放，减小检验平台对环境的污染和对电网的干扰；（3）实现前驱、后驱和四驱车的全车型检验；（4）减小场地占用（包括路试场地和机械台体的占用），降低投入成本。

本发明技术方案如下：

一种汽车排放及汽车综合安全检验方法，采用检验平台进行检测；

所述检验平台包括台体，所述台体上安装有四组与汽车的四个车轮一一对应的单轴检测单元；

所述单轴检测单元包括永磁同步电机和由所述永磁同步电机驱动的滚筒组件，所述滚筒组件用于与车轮相接触；

所述滚筒组件包括分别与车轮接触的主动滚筒、从动滚筒和浮动滚筒；所述主动滚筒和从动滚筒的轴线为固定设置；所述主动滚筒与所对应的从动滚筒同步转动，所述永磁同步电机与所对应的主动滚筒相连接；所述浮动滚筒在弹性机构的作用下与车轮保持接触；

所述滚筒组件还包括用于检测主动滚筒或从动滚筒转速的第一角速度传感器，以及用于检测浮动滚筒转速的第二角速度传感器；

所述单轴检测单元上还设有用于举升汽车的举升架，所述举升架设置在主动滚筒和从动滚筒之间；所述举升架上安装有用于获取车重的称重传感器；

所述单轴检测单元还包括与所述滚筒组件相连接的飞轮；

所述检验平台还包括前后轴传动系统，所述前后轴传动系统用于将四组滚筒组件传动连接在一起；所述前后轴传动系统中设置有与四个车轮一一对应的轮间离合器，所述轮间离合器用于断开所对应的滚筒组件与前后轴传动系统之间的传动连接；

所述检验平台还包括用于检测汽车排气的排气检测装置以及用于收集所述永磁同步电机在发电模式下产生的电能的能量回馈单元；

所述检验方法包括ABS检验部分、EBD检验部分和环保检验部分；

（一）ABS检验部分：

步骤1.1、举升架升起，车辆行驶到检验平台上，称重传感器获取车重，然后举升架落下，车轮与滚筒组件相接触；

步骤1.2、根据车重选择挂载相应惯量的飞轮，使飞轮与所述滚筒组件传动连接；各轮对应的飞轮惯量一致；

步骤1.3、轮间离合器保持连接状态，永磁同步电机切换到电机模式；车辆启动并挂空档；

步骤1.4、永磁同步电机启动，通过滚筒组件带动车轮旋转，将车速提至第一车速，然后永磁同步电机断电，等待车速下降到第二车速，车辆开始制动；

步骤1.5、车辆制动过程中，通过第一角速度传感器获取汽车的制动距离，通过第二角速度传感器获取汽车的纯滚动距离，根据制动距离和纯滚动距离分析处理，判断ABS性能是否满足要求；

（二）EBD检验部分：

步骤2.1、车辆行驶到检验平台上，车轮与滚筒组件相接触；

步骤2.2、根据车重选择挂载相应惯量的飞轮，使飞轮与所述滚筒组件传动连接；至少两个车轮所对应的飞轮惯量不相等；

步骤2.3、轮间离合器保持断开状态，永磁同步电机切换到电机模式；车辆启动并挂空档；

步骤2.4、永磁同步电机启动，通过滚筒组件带动车轮等速旋转，将车速提至第一车速，然后永磁同步电机断电，等待车速下降到第二车速，车辆开始制动；

步骤2.5、车辆制动过程中，通过第一角速度传感器获取汽车的EBD制动距离，将EBD制动距离与ABS制动距离进行比对，并结合飞轮惯量的变化量，判断EBD性能是否满足要求；

（三）环保检验部分：

步骤3.1、车辆行驶到检验平台上，车轮与滚筒组件相接触；

步骤3.2、轮间离合器保持连接状态，永磁同步电机切换到发电机模式；车辆启动并挂速度档；

步骤3.3、车辆开始启动，通过滚筒组件带动永磁同步电机旋转，直至到达指定车速并保持行驶状态；

步骤3.4、使用排气检测装置检测汽车尾气，同时能量回馈单元将永磁同步电机产生的电能回馈电网或存储到储能单元或直接供给其它用电设备。

作为本检验方法的进一步改进：ABS检验步骤1.5过程中，将车速划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段是指第二车速至第三车速，第二阶段是指第三车速至0；

在第一阶段，通过第一角速度传感器获取汽车的ABS制动距离，通过第二角速度传感器获取汽车的ABS纯滚动距离，根据ABS制动距离和ABS纯滚动距离之差计算出ABS滑动距离，ABS滑动距离除以ABS制动距离得到ABS滑移率；

在第二阶段，通过第一角速度传感器获取汽车的低速制动距离；

将ABS制动距离与低速制动距离之和作为总制动距离；将第二车速除以整个减速时间得到平均减速度。

作为本检验方法的进一步改进：将车重与所述平均减速度之乘积作为汽车的动态制动力。

作为本检验方法的进一步改进：所述第一车速为53km/h，第二车速为50km/h，所述第三车速为30km/h。

作为本检验方法的进一步改进：ABS检验时，通过设置在汽车旁侧的距离传感器监测汽车在左右方向上的移动情况，判断制动稳定性。

作为本检验方法的进一步改进：每台单轴检测单元配备两组以上的减速机，所有减速机的第一连接轴均与所述滚筒组件相连接，减速机的第二连接轴连接有挂载飞轮的负载轴；所述飞轮通过离合齿盘与所述负载轴进行离合传动连接；

挂载飞轮时，通过控制不同的离合齿盘动作，实现相应飞轮的挂载。

作为本检验方法的进一步改进：所述前后轴传动系统包括两台换向器和一组传动轴；一台换向器的两个连接轴分别与两个前轮的滚筒组件一一对应连接，另一台换向器的两个连接轴分别与两个后轮的滚筒组件一一对应连接，两个换向器的第三个连接轴通过传动轴相互连接；

所述轮间离合器设置在换向器的连接轴与所对应的滚筒组件之间。

作为本检验方法的进一步改进：所述检验平台还包括设置在台体前侧或后侧的侧滑检测单元；

所述侧滑检测单元包括机架，所述机架上安装有与汽车左右车轮位置分别对应的第一滑板和第二滑板，所述第一滑板和第二滑板各自分别可相对于机架左右滑动；所述侧滑检测台还包括用于检测第一滑板和第二滑板滑动情况的侧滑位置传感器；

所述侧滑检测单元还包括同步连杆机构，所述同步连杆机构包括第一连杆、第二连杆和第三连杆；所述第二连杆的中部与所述机架转动连接，所述第一连杆与第三连杆等长，第一连杆一端与第一滑板动连接、另一端与第二连杆的一端转动连接，第三连杆一端与第二连杆的另一端转动连接、另一端与第二滑板转动连接；

所述同步连杆机构还包括拉簧，所述拉簧一端与机架相连接、另一端与所述第一滑板或第二滑板相连接；

汽车上下台体路过所述侧滑检测单元时，通过监测侧滑位置传感器的数值判断是否存在侧滑问题。

作为本检验方法的进一步改进：所述检验平台还包括灯光检测单元；

所述灯光检测单元包括台架，还包括安装在台架上的纵向调整机构，纵向调整机构上设置有横向调整机构，横向调整机构上安装有升降机构，升降机构上安装有灯光检测仪；

在进行ABS检验或EBD检验或环保检验的同时，灯光检测仪在横向调整机构和升降机构的作用下调整至车灯位置处，然后在纵向调整机构的作用下调整至与车灯之间的距离满足检测要求，然后进行灯光检测。

作为本检验方法的进一步改进：两台所述检验平台成对检验：当一台检验平台进行环保检验时，另一台检验平台同步进行ABS检验或EBD检验；当一台检验平台进行ABS检验或EBD检验时，另一台检验平台同步进行环保检验，交替进行；正在进行环保检验的检验平台将回馈的电能直接供给另一台检验平台。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明采用前后轴传动系统将前轴的滚筒组件与后轴的滚筒组件连接为一体，同时还可通过轮间离合器断开滚筒组件之间的传动连接，从而提供了整体同步旋转和各自独立旋转两种状态；在整体同步旋转状态下，汽车如同行驶在在一个表面情形一致的路面上，此时可以进行ABS或环保检验；当各滚筒组件处于独立旋转状态下，通过挂载不同惯量的飞轮，可以模拟出四个车轮同时处于不同路面上的情形（如有的车轮对应的地面光滑、有的粗糙），从而模拟出理想的EBD检验条件，不仅实现了ABS和EBD（也包括ESP、EBS等性能检验）的有效检验，而且一台设备可以完成两种检验，占地面积小，检验效率大幅提高。

（2）本发明在进行ABS和EBD检验时是采用纯机械惯量来模拟阻尼，这不同于传统的使用电惯量模拟来模拟阻尼；纯机械惯量具有响应非常及时的特点，在永磁同步电机断电后，车轮的阻尼来源只有飞轮等机械惯量，电机不会阻碍滚筒组件的旋转，只要前期匹配好飞轮惯量，可以保证在制动的一瞬间车轮的阻尼与所要模拟的阻尼是一致的；而如果采用电惯量进行模拟，在制动的同时，会产生反向电动势，有延迟效应，而EBD（制动力再分配）是在ABS开始工作之前完成的，这就导致EBD介入时车轮所受的阻尼与预先设定的阻尼有较大出入，且这个出入是难以预知和抵消的，无法即时等效模拟路试；因此，本方案具有传统方案所不可能具备的优秀的响应速度，可以真实、有效的实现ABS和EBD检验过程中的阻尼模拟。

（3）由于ABS和EBD的检验条件除了惯量不同之外是基本一致的，因此获取相应数据后，通过对比同一车轮在ABS检验和EBD检验时的不同状态，可以快速地判断出EBD是否发挥了作用。

（4）采用本方案，不仅可以连续完成ABS和EBD检验，而且可以在ABS检验过程中同时完成低速制动检验，即通过获取从50km/h至0的整个过程中的所有实时数据，将制动过程分为ABS参与制动的第一阶段和低速制动的第二阶段，分别根据不同阶段的数据得到相应的结果，并可以根据所有的数据快速得到平均减速度等其它检测结果，检验效率进一步提升。

具体来说，本装置通过惯量模拟组件和滚筒来等效模拟汽车在道路上行驶的动能，等效路试检验制动力、制动距离、制动减速度、ABS的滑移率、EBD的制动力再分配，同时使用角速度传感器采集车轮的转速（纯滚动距离）、制动距离等参数，使用踏板检测开关获取制动起始时间，从而一次性完成制动距离、制动协调时间、制动减速度、制动稳定性、ABS、EBD以及动态制动力等多项指标检验，模拟高附着系数路面、低附着系数路面，对开路面，这样为车辆生产企业提供比较接近法定试验场的检验方法，实现了ABS、EBD的台试替代路试检验；

借用判定标准：GB7258里的小车以50km/h、大车以30km/h路试紧急制动时的制动距离及制动减速度作为参考依据。分两段处理，第一段50km/h-30km/h是ABS确定的工作段，因此将汽车的速度提升超过53km/h就停止提速待车速回落到50km/h时紧急制动，开始取数，到30km/h时第一阶段取数，继续取数直至车速为零车辆停止，分段取数50km/h—30km/h提取ABS的车辆制动距离，ABS的车轮纯滚动距离，ABS的减速度，计算ABS的滑移率，30km/h开始取数直至车速为零停止取数结束，提取30km/h以下的车辆制动距离，制动减速度；

进一步的，本装置集成了动态制动力、汽车主动安全防抱制动系统ABS参入工作段汽车的制动距离及车轮的纯滚动距离、计算ABS主导工作的滑移率（判定ABS工作的好坏）=ABS参入工作段汽车的制动距离-车轮的纯滚动距离=滑动距离/ ABS参入工作段汽车的制动距离、ABS没有参入工作的低速制动距离、计算路试总的制动距离=（低速制动距离+ABS参入工作段汽车的制动距离）、计算充分发出的平均制动减速度，突破了低速反力制动台只能检验ABS没有参入工作的普通制动力，升级高速ABS的滑移率、整合了汽车（制动距离、制动减速度、制动稳定性）的路试检验，由此省去了100米长6米宽的路试跑道，一脚紧急制动全部制动性能国标要求的指标：制动力、制动距离、制动减速度、制动协调时间、制动稳定性，国标尚未强制要求的ABS的滑移率指标全部提取完成，快速高效完成国标要求的汽车安全性能的全能检验。

（5）本发明采用永磁同步电机和能量回馈单元，有以下优点：

（5.1）将汽车检测过程中汽车产生的动能转换成电能，不再以热量方式排放到大气中，减少了温室效应；

（5.2）转换的电能不仅可以满足汽车检测线自身的用电需求，节省了电能，还将多余的电能洁净回馈电网，实现了能量回收；同时，采用两台检验台配合交替进行检验时，产生的电能可以直接互相供应，从而减小了对电网的影响和所需的储电容量；

（5.3）采用永磁同步电机，与电涡流测功机相比，没有涡流发热及涡流噪音污染，也没有反电动势的迟滞，道路模拟时跟随响应快电机效率高；与异步变频调速相比，任意转速点均节约电能，尤其在转速较低时此优势更加突出；

（5.4）采用本方案设计的汽车检测线，集成了汽车安全检测及环检功能，相比于电涡流测功机及异步变频电机设计方案，节省了多台测功机及滚筒组件，成本大大降低，有利于社会普及。

（6）本方案在节省成本方面效果显著，具体论述如下：

单轴电涡流测功机既需有负载单元电涡流机，又需惯量校准用普通交流异步电机。本方案既取消了高耗能的电涡流机，又取消了台体自身惯量校准用普通交流异步电机，用永磁同步电机既可做负载单元又可做惯量校准电机。

以4.5吨以下汽车的安检环检测功机方案为例进行对比：

对于两驱车环检而言，采用传统方案需配置1台160kW—250kW电涡流机、1台7.5kW台体自身惯量校准用交流异步电机，合计功率167.5kW-257.5kW；而采用永磁同步电机方案仅需配置两台37kW永磁同步电机结合飞轮组就可以完全满足4.5吨两驱车的环检要求。

如要满足四驱车环检，采用传统方案需配置2台160kW—250kW电涡流机，2台7.5kW台体自身惯量校准用交流异步电机，总功率167.5X2=335kW—515kW；而采用永磁同步电机方案仅需4台永磁同步电机即可满足检测需求。

如要满足四驱车安检，采用传统方案需配置1台双轴反力制动台（1台双轴反力制动台需4台5.5kW-7.5kW的交流异步电机减速机，最小计功率22kW）；而采用永磁同步电机方案，ABS检验与环检共享4台永磁同步电机即可，完全替代1台双轴反力制动台。

可见，采用传统的电涡流测功机方案，如需满足汽车安检环检功能，配置如下：

环检：两台环检测功机组合成双轴测功机或两台独立的环检测功机（2台电涡流机、2台测功机惯量校准交流异步电机、1套双轴环检测功机台体底座大框架或2个单轴测功机台架、8个滚筒）；

安检：1台双轴反力制动台（4台制动台用交流异步电机减速机、1套双轴制动台台架、8个滚筒）；

合计：一条安检两条环检需配置2台电涡流机、6台交流异步电机、1套双轴环检测功机台体底座大框架或2个单轴测功机台架、1套双轴制动台台架、16个滚筒。

而本发明方案将四驱电力测功机与四轮汽车防抱制动系统ABS检验台、EBD检验台等集成在一起，总共仅需公用4台永磁同步电机、1套公用台架、公用8个滚筒，即可满足全部检测功能。

对比而言，本发明所述的集成化设计方案较传统方案节省了2台电涡流机、6台交流异步电机，节省1套双轴环检测功机台体底座大框架或2个单轴测功机台架、8个滚筒。一条安检两条环检线总成本比本发明方案高出1~2倍，因此本方案极大程度上节省了汽车检测线的整体成本。

（7）前后滚筒组件之间通过前后轴传动系统相连接，不仅可用于检验两驱车，还可用于检测四驱车，同时还实现了车辆行驶和制动过程中四轮之间的高度耦合，从而最大限度地等效路试检验。

（8）本发明采用减速机连接飞轮，减速机可以增大飞轮转换至滚筒组件的惯量，从而使用体积较小、重量较轻的飞轮就可以满足大惯量模拟的需要，且有助于减小噪音。

（9）集成的灯光检测单元能够自动移动到合适的位置，与灯光保持适宜的距离，提高了检测效率，降低了检验人工成本；具体的，在大灯检验仪上增加或使用原配传感器，感知汽车大灯距离大灯检测仪的距离，从而驱动检测仪下方纵向滑台自动移动到标准要求的1米测量距离，相对于检测仪固定不动、汽车移动到标准要求的1米测量距离检测灯光的旧有模式，极大提高了检测效率；待综合制动检验完成，汽车原地不动，汽车在完成安检或环检时就实现了汽车的摆正，从而保证车辆与大灯检验仪的对正，实现精准测量，大灯检验仪启动灯光检验流程；对比现有检测技术汽车前行检验大灯，既节省了汽车移动的时间，又可精准确保1米的测量距离，因此再一次提高了精准度与检测效率。

（10）配备称重传感器，可以直接获取车重，匹配合适的惯量，无需配置独立的称重台，进一步减少空间占用，降低成本，提高检测效率。

（11）本装置配备侧滑检测单元，车辆以5-10km/h通过时，车轮自动驱动滑板横移，通过侧滑位置传感器捕捉到移动距离，自动提取侧滑值不单独占用检测时间；

进一步的，侧滑滑板通过连杆机构和拉簧实现了对称同步移动和自动回正，无需人工参与。

（12）采用台体式设计可配备上下斜坡，能够实现半坡停驻的检测；依据手制动坡道检验国标要求的20度15度对应设计，既做引桥又满足15度及20度的坡道手制动检验要求，节省场地，一举两得，因此本平台可以平地安放，既省去了检测场的检测平台安放的地下基础与手制动坡道的建设投资，又省去了驻车坡道建设场地；因此最大限度节约了检测场地，将带来显著的社会效益。

由此可见，上述平台既是高端电力测功机中的四驱永磁同步电力测功机，彻底淘汰低端两驱单轴电涡流测功机，又是汽车综合安全性能检验的共享平台。依据国标GB7258中路试的规定，小车以50km/h、大车以30km/h的初速度实现台试替代路试，又都超越ABS开始工作的速度阈值，因此不仅限于检验汽车防抱制动系统ABS或电子制动及车身稳定系统的工作性能是否正常，还实现了国标GB7258中关于制动性能的台试制动力及路试制动距离、制动减速度、制动时车身稳定性的全能检验。汽车排放工况法检验时，汽车加速输出的动能由永磁同步电机全部吸收转换为电能回馈电网。既彻底解决当前两驱单轴电涡流测功机不能检验四驱车的问题，又解决了消耗外网的电能将汽车输出的动能全部涡流为温室气体释放，以及热衰退、导致扭矩特性不确定，控制精度低的诸多弊端。综合安全性能检验时，汽车提速到53km/h或34km/h时汽车输出的动能同样由永磁同步电机全部吸收转换为电能回馈电网。一改当前的安全检验的反力式制动台及平板制动台只能检验低速制动力，不能检验ABS在高速时工作性能的判断指标ABS的滑移率、电子制动控制及车身稳定性系统器件功能是否正常、路试的制动距离、制动减速度、制动稳定性的指标的问题。既彻底淘汰当前两驱单轴反力式制动台及平板制动台，又实现汽车排放汽车综合安全性能项目功能性检验的全能升级又极其节能减排的全优集成，汽车排放与综合安全性能检验台体的共用，极大节约成本，具有高性价比，完全满足四驱车、两驱车的全能综合检验。从根本上改变当下安检线不能检验出车辆高速行驶时防抱制动系统ABS、电子制动系统、车身稳定系统性能是否正常的安全隐患，环保排放检验背离了检测维修制度IM的初衷，安检名不副实，排放没有达到治理的目的还产生了更多能耗释放温室气体的二次排放与汽车能耗与电力耗损，等等现状。本平台只需两个车位的场地、两个人员不超过10分钟一台车，排放综合安检全部完成，为IM制度的真正落地提供技术支撑，极大节约检测站的场地及30左右人工的成本，是对当前检测技术与检测体制的重要创新。

附图说明

图1为检验平台的结构示意图；

图2为图1中A部分的局部示意图；

图3为两组单轴检测单元的结构示意图；

图4为图3中B部分的局部示意图；

图5为侧滑检测单元中同步连杆机构部分的示意图；

图6为检验平台的电气原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案：

如图1，一种集成式汽车制动性能及环保检验平台，包括台体1，所述台体1上安装有四组与汽车的四个车轮一一对应的单轴检测单元2。

进一步的，所述台体1上安装有轴距调整机构1-1，台体1上通过滑动配合方式安装有移动架1-2，所述前轮或后轮所对应的两部单轴检测单元2放置在该移动架1-2上，所述轴距调整机构1-1用于驱动所述移动架1-2相对于台体1前后移动。所述轴距调整机构1-1基于丝杠导轨结构实现。

如图3和4，所述单轴检测单元2包括永磁同步电机2-1和由所述永磁同步电机2-1驱动的滚筒组件，所述滚筒组件用于与车轮相接触.

所述单轴检测单元2还包括与所述滚筒组件相连接的飞轮2-6。

所述滚筒组件包括分别与车轮接触的主动滚筒2-2、从动滚筒2-3和浮动滚筒2-11；主动滚筒2-2、从动滚筒2-3和浮动滚筒2-11的轴线均为左右走向设置；所述主动滚筒2-2和从动滚筒2-3的轴线为固定设置；所述主动滚筒2-2与所对应的从动滚筒2-3通过同步带2-4传动连接，所述永磁同步电机2-1与所对应的主动滚筒2-2相连接；所述浮动滚筒2-11在弹性机构的作用下与车轮保持接触。

所述滚筒组件还包括用于检测主动滚筒2-2或从动滚筒2-3转速的第一角速度传感器，以及用于检测浮动滚筒2-11转速的第二角速度传感器。

所述飞轮2-6通过减速机2-5与所述滚筒组件相连接。每台单轴检测单元2配备两组的减速机2-5，所有减速机2-5的第一连接轴均与所述滚筒组件相连接，减速机2-5的第二连接轴连接有挂载飞轮2-6的负载轴；所述飞轮2-6通过离合齿盘2-9与所述负载轴进行离合传动连接。离合齿盘2-9为成对设置，一个齿盘与所述负载轴相连接，另一个与飞轮2-6相连接，飞轮2-6与负载轴之间仅为转动配合。进行挂载时，离合气缸2-7动作，带动拨叉2-8摆动，拨叉2-8与齿盘外侧的沟槽相配合，带动齿盘轴向移动，实现离合齿盘2-9的连接或脱开。

所述单轴检测单元2上还设有用于举升汽车的举升架2-10，所述举升架2-10设置在主动滚筒2-2和从动滚筒2-3之间；所述举升架2-10上安装有用于获取车重的称重传感器。

如图1和2，所述检验平台还包括前后轴传动系统5，所述前后轴传动系统5用于将四组滚筒组件传动连接在一起；所述前后轴传动系统5中设置有与四个车轮一一对应的轮间离合器5-3，所述轮间离合器5-3用于断开所对应的滚筒组件与前后轴传动系统5之间的传动连接。

具体的，前后轴传动系统5包括两台换向器5-2和一组传动轴5-1；一台换向器5-2的两个连接轴分别与两个前轮的滚筒组件一一对应连接，另一台换向器5-2的两个连接轴分别与两个后轮的滚筒组件一一对应连接，两个换向器5-2的第三个连接轴通过传动轴5-1相互连接；所述轮间离合器5-3设置在换向器5-2的连接轴与所对应的滚筒组件之间。

为了不影响轴距调整，所述传动轴5-1为两段，通过花键结构实现相互连接。

所述检验平台还包括用于检测汽车排气的排气检测装置以及用于收集所述永磁同步电机2-1在发电模式下产生的电能的能量回馈单元6。

如图6，每台永磁同步电机2-1分别对应一台变频器10。所述变频器10的交流输出端与所述永磁同步电机2-1相连接，四组变频器10的交流输入端均与电源输入端相连接，四组变频器10的直流母线端均通过公共直流母线与能量回馈单元6的直流输入端6-1相连接。所述能量回馈单元6的交流回馈输出端6-2通过回馈电抗器7与电源输入端相连接。所述回馈电抗器7用于对电能回馈过程中产生的高次谐波进行处理，防止对电网造成污染。

所述能量回馈单元6的相序检测端6-3与电网输入端相连接。

所述电网输入端与所述电源输入端之间串联有输入滤波器8和输入电抗器9。所述输入滤波器8用于抑制变频器10产生的传导干扰和辐射干扰，防止变频器10工作时，变频器10输入端对电网和其它设备产生干扰；所述输入电抗器9用于限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，有效的保护变频器10并能够改善变频器10的功率因数，抑制变频器10输入电网的谐波电流。

永磁同步电机2-1在转子上嵌了永磁体后，由永磁体来建立转子磁场，在正常工作时转子与定子磁场同步运行，转子中无感应电流，不存在转子电阻损耗，没有转子电流损耗，也就没有无功功率损耗，具有明显的优势，功率因数0.97以上。交流异步电机的功率因数为0.87左右，与永磁同步电机2-1的功率因数相比低13%，因此比永磁同步电机2-1多耗13%的无功功率的电源功率，而电涡流机的功率因数就更低。永磁同步电机2-1测量精度高达千分级误差，而电涡流测功机仅是百分级误差，两者比较差一个数量级。

永磁同步变频调速电机的主磁场恒定，定子电流几乎全部为有功电流，启动电流小、启动转矩大。此处所指的效率高不仅仅指额定功率点的效率高于普通交流异步调频电机，而是指其在整个调速范围内的平均效率，永磁同步电机2-1的励磁磁场由永磁体提供，转子不需要励磁电流，就没有涡流发热及涡流噪音污染，也没有反电动势的迟滞，因此道路模拟时的跟随响应快电机效率高，与异步变频调速相比，任意转速点均节约电能，尤其在转速较低的时候这种优势尤其明显。

所述检验平台还包括用于检测汽车踏板是否动作的踏板检测开关。

所述检验平台还包括设置在汽车侧方的距离传感器，在车辆进行安检时，检测车体是否发生左右移动。

如图1，所述检验平台还包括设置在台体1前侧或后侧的侧滑检测单元4。

如图5，所述侧滑检测单元4包括机架，所述机架上安装有与汽车左右车轮位置分别对应的第一滑板4-1和第二滑板4-2，所述第一滑板4-1和第二滑板4-2各自分别可相对于机架左右滑动；所述侧滑检测台还包括用于检测第一滑板4-1和第二滑板4-2滑动情况的侧滑位置传感器4-7；

所述侧滑检测单元4还包括同步连杆机构，所述同步连杆机构包括第一连杆4-3、第二连杆4-4和第三连杆4-5；所述第二连杆4-4的中部与所述机架转动连接，所述第一连杆4-3与第三连杆4-5等长，第一连杆4-3一端与第一滑板4-1动连接、另一端与第二连杆4-4的一端转动连接，第三连杆4-5一端与第二连杆4-4的另一端转动连接、另一端与第二滑板4-2转动连接；

所述同步连杆机构还包括拉簧4-6，所述拉簧4-6一端与机架相连接、另一端与所述第一滑板4-1或第二滑板4-2相连接。

车辆经过侧滑检测单元4时，车轮压过滑板，如果存在侧滑，则车轮会带动第一滑板4-1和第二滑板4-2横向移动，从而侧滑位置传感器4-7捕捉到横向位移，判断是否存在侧滑问题。由于连杆机构的作用，第一滑板4-1和第二滑板4-2始终保持对称的相向移动。车辆经过后，在拉簧4-6的作用下，第一滑板4-1和第二滑板4-2自动回到初始位置。

如图1，所述检验平台还包括灯光检测单元3。所述灯光检测单元3包括台架，还包括安装在台架上的纵向调整机构3-1，纵向调整机构3-1上设置有横向调整机构3-2，横向调整机构3-2上安装有升降机构3-4，升降机构3-4上安装有灯光检测仪3-3。所述纵向调整机构3-1、横向调整机构3-2和升降机构3-4均采用丝杠导轨机构，将电机输出的转动转变为部件的直线移动。

集成的灯光检测单元3能够自动移动到合适的位置，与灯光保持适宜的距离，提高了检测效率，降低了检验人工成本；具体的，在大灯检验仪上增加或使用原配传感器，感知汽车大灯距离大灯检测仪的距离，从而驱动检测仪下方纵向滑台自动移动到标准要求的1米测量距离，相对于检测仪固定不动、汽车移动到标准要求的1米测量距离检测灯光的旧有模式，极大提高了检测效率；待综合制动检验完成，汽车原地不动，汽车在完成安检或环检时就实现了汽车的摆正，从而保证车辆与大灯检验仪的对正，实现精准测量，大灯检验仪启动灯光检验流程；对比现有检测技术汽车前行检验大灯，既节省了汽车移动的时间，又可精准确保1米的测量距离，因此再一次提高了精准度与检测效率。

所述检验平台还包括控制单元。永磁同步电机2-1等均由控制单元控制，各检测装置的结果亦汇总到控制单元。

本平台还配备上下斜坡，能够实现半坡停驻的检测；依据手制动坡道检验国标要求的20度15度对应设计，既做引桥又满足15度及20度的坡道手制动检验要求，节省场地，一举两得。

采用上述检验平台进行检验的方法，包括ABS检验部分、EBD检验部分和环保检验部分：

（一）ABS检验部分：

步骤1.1、举升架2-10升起，车辆行驶到检验平台上，称重传感器获取车重，然后举升架2-10落下，车轮与滚筒组件相接触；

步骤1.2、根据车重选择挂载相应惯量的飞轮2-6，使飞轮2-6与所述滚筒组件传动连接；各轮对应的飞轮2-6惯量一致；

步骤1.3、轮间离合器5-3保持连接状态，永磁同步电机2-1切换到电机模式；车辆启动并挂空档；

步骤1.4、永磁同步电机2-1启动，通过滚筒组件带动车轮旋转，将车速提至第一车速，然后永磁同步电机2-1断电，等待车速下降到第二车速，车辆开始制动；

步骤1.5、车辆制动过程中，通过第一角速度传感器获取汽车的制动距离，通过第二角速度传感器获取汽车的纯滚动距离，根据制动距离和纯滚动距离分析处理，判断ABS性能是否满足要求。

具体的，将车速划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段是指第二车速至第三车速，第二阶段是指第三车速至0。所述第一车速为53km/h，第二车速为50km/h，所述第三车速为30km/h。

在第一阶段，通过第一角速度传感器获取汽车的ABS制动距离，通过第二角速度传感器获取汽车的ABS纯滚动距离，根据ABS制动距离和ABS纯滚动距离之差计算出ABS滑动距离，ABS滑动距离除以ABS制动距离得到ABS滑移率。

在第二阶段，通过第一角速度传感器获取汽车的低速制动距离。

将ABS制动距离与低速制动距离之和作为总制动距离；将第二车速除以整个减速时间得到平均减速度。

再根据F=ma（a为减速度），结合称重传感器测得的车重，可以得到车辆的动态制动力。

整个过程中的数据都可以自动记录下来。通过计算，可以捕捉到汽车减速度达到规定的平均减速度的75%的时刻，再结合踏板踩下的时间，可以得到车辆制动协调时间。通过采集的数据还能完成其它相关检测项目的自动计算。整个制动检验过程自动完成，全部采集和运算只需要1.5分钟就可以完成。

ABS检验时，通过设置在汽车旁侧的距离传感器监测汽车在左右方向上的移动情况，判断制动稳定性。

（二）EBD检验部分：

步骤2.1、车辆行驶到检验平台上，车轮与滚筒组件相接触；

步骤2.2、根据车重选择挂载相应惯量的飞轮2-6，使飞轮2-6与所述滚筒组件传动连接；至少两个车轮所对应的飞轮2-6惯量不相等；

步骤2.3、轮间离合器5-3保持断开状态，永磁同步电机2-1切换到电机模式；车辆启动并挂空档；

步骤2.4、永磁同步电机2-1启动，通过滚筒组件带动车轮等速旋转，将车速提至第一车速，然后永磁同步电机2-1断电，等待车速下降到第二车速，车辆开始制动；

步骤2.5、车辆制动过程中，通过第一角速度传感器获取汽车的EBD制动距离，将EBD制动距离与ABS制动距离进行比对，并结合飞轮2-6惯量的变化量，判断EBD性能是否满足要求。

（三）环保检验部分：

步骤3.1、车辆行驶到检验平台上，车轮与滚筒组件相接触；

步骤3.2、轮间离合器5-3保持连接状态，永磁同步电机2-1切换到发电机模式；车辆启动并挂速度档；

步骤3.3、车辆开始启动，通过滚筒组件带动永磁同步电机2-1旋转，直至到达指定车速并保持行驶状态；

步骤3.4、使用排气检测装置检测汽车尾气，同时能量回馈单元6将永磁同步电机2-1产生的电能回馈电网或存储到储能单元或直接供给其它用电设备。

进一步的，可以设置两台所述检验平台成对检验：当一台检验平台进行环保检验时，另一台检验平台同步进行ABS检验或EBD检验；当一台检验平台进行ABS检验或EBD检验时，另一台检验平台同步进行环保检验，交替进行；正在进行环保检验的检验平台将回馈的电能直接供给另一台检验平台。采用两台检验台配合交替进行检验时，产生的电能可以直接互相供应，从而减小了对电网的影响和所需的储电容量。

Claims (8)

1.一种汽车排放及汽车综合安全检验方法，其特征在于：采用检验平台进行检测；

所述检验平台包括台体（1），所述台体（1）上安装有四组与汽车的四个车轮一一对应的单轴检测单元（2）；

所述单轴检测单元（2）包括永磁同步电机（2-1）和由所述永磁同步电机（2-1）驱动的滚筒组件，所述滚筒组件用于与车轮相接触；

所述滚筒组件包括分别与车轮接触的主动滚筒（2-2）、从动滚筒（2-3）和浮动滚筒（2-11）；所述主动滚筒（2-2）和从动滚筒（2-3）的轴线为固定设置；所述主动滚筒（2-2）与所对应的从动滚筒（2-3）同步转动，所述永磁同步电机（2-1）与所对应的主动滚筒（2-2）相连接；所述浮动滚筒（2-11）在弹性机构的作用下与车轮保持接触；

所述滚筒组件还包括用于检测主动滚筒（2-2）或从动滚筒（2-3）转速的第一角速度传感器，以及用于检测浮动滚筒（2-11）转速的第二角速度传感器；

所述单轴检测单元（2）上还设有用于举升汽车的举升架（2-10），所述举升架（2-10）设置在主动滚筒（2-2）和从动滚筒（2-3）之间；所述举升架（2-10）上安装有用于获取车重的称重传感器；

所述单轴检测单元（2）还包括与所述滚筒组件相连接的飞轮（2-6）；每台单轴检测单元（2）配备两组以上的减速机（2-5），所有减速机（2-5）的第一连接轴均与所述滚筒组件相连接，减速机（2-5）的第二连接轴连接有挂载飞轮（2-6）的负载轴；所述飞轮（2-6）通过离合齿盘（2-9）与所述负载轴进行离合传动连接；挂载飞轮（2-6）时，通过控制不同的离合齿盘（2-9）动作，实现相应飞轮（2-6）的挂载；

所述检验平台还包括前后轴传动系统（5），所述前后轴传动系统（5）用于将四组滚筒组件传动连接在一起；所述前后轴传动系统（5）中设置有与四个车轮一一对应的轮间离合器（5-3），所述轮间离合器（5-3）用于断开所对应的滚筒组件与前后轴传动系统（5）之间的传动连接；

所述检验平台还包括用于检测汽车排气的排气检测装置以及用于收集所述永磁同步电机（2-1）在发电模式下产生的电能的能量回馈单元（6）；

所述检验方法包括ABS检验部分、EBD检验部分和环保检验部分；

（一）ABS检验部分：

步骤1.1、举升架（2-10）升起，车辆行驶到检验平台上，称重传感器获取车重，然后举升架（2-10）落下，车轮与滚筒组件相接触；

步骤1.2、根据车重选择挂载相应惯量的飞轮（2-6），使飞轮（2-6）与所述滚筒组件传动连接；各轮对应的飞轮（2-6）惯量一致；

步骤1.3、轮间离合器（5-3）保持连接状态，永磁同步电机（2-1）切换到电机模式；车辆启动并挂空档；

步骤1.4、永磁同步电机（2-1）启动，通过滚筒组件带动车轮旋转，将车速提至第一车速，然后永磁同步电机（2-1）断电，等待车速下降到第二车速，车辆开始制动；

步骤1.5、车辆制动过程中，通过第一角速度传感器获取汽车的制动距离，通过第二角速度传感器获取汽车的纯滚动距离，根据制动距离和纯滚动距离分析处理，判断ABS性能是否满足要求；

步骤1.5中，将车速划分为第一阶段和第二阶段，第一阶段是指第二车速至第三车速，第二阶段是指第三车速至0；

在第一阶段，通过第一角速度传感器获取汽车的ABS制动距离，通过第二角速度传感器获取汽车的ABS纯滚动距离，根据ABS制动距离和ABS纯滚动距离之差计算出ABS滑动距离，ABS滑动距离除以ABS制动距离得到ABS滑移率；

在第二阶段，通过第一角速度传感器获取汽车的低速制动距离；

将ABS制动距离与低速制动距离之和作为总制动距离；将第二车速除以整个减速时间得到平均减速度；

（二）EBD检验部分：

步骤2.1、车辆行驶到检验平台上，车轮与滚筒组件相接触；

步骤2.2、根据车重选择挂载相应惯量的飞轮（2-6），使飞轮（2-6）与所述滚筒组件传动连接；至少两个车轮所对应的飞轮（2-6）惯量不相等；

步骤2.3、轮间离合器（5-3）保持断开状态，永磁同步电机（2-1）切换到电机模式；车辆启动并挂空档；

步骤2.4、永磁同步电机（2-1）启动，通过滚筒组件带动车轮等速旋转，将车速提至第一车速，然后永磁同步电机（2-1）断电，等待车速下降到第二车速，车辆开始制动；

步骤2.5、车辆制动过程中，通过第一角速度传感器获取汽车的EBD制动距离，将EBD制动距离与ABS制动距离进行比对，并结合飞轮（2-6）惯量的变化量，判断EBD性能是否满足要求；

（三）环保检验部分：

步骤3.1、车辆行驶到检验平台上，车轮与滚筒组件相接触；

步骤3.2、轮间离合器（5-3）保持连接状态，永磁同步电机（2-1）切换到发电机模式；车辆启动并挂速度档；

步骤3.3、车辆开始启动，通过滚筒组件带动永磁同步电机（2-1）旋转，直至到达指定车速并保持行驶状态；

步骤3.4、使用排气检测装置检测汽车尾气，同时能量回馈单元（6）将永磁同步电机（2-1）产生的电能回馈电网或存储到储能单元或直接供给其它用电设备。

2.如权利要求1所述的汽车排放及汽车综合安全检验方法，其特征在于：将车重与所述平均减速度之乘积作为汽车的动态制动力。

3.如权利要求1所述的汽车排放及汽车综合安全检验方法，其特征在于：所述第一车速为53km/h，第二车速为50km/h，所述第三车速为30km/h。

4.如权利要求1所述的汽车排放及汽车综合安全检验方法，其特征在于：ABS检验时，通过设置在汽车旁侧的距离传感器监测汽车在左右方向上的移动情况，判断制动稳定性。

5.如权利要求1所述的汽车排放及汽车综合安全检验方法，其特征在于：所述前后轴传动系统（5）包括两台换向器（5-2）和一组传动轴（5-1）；一台换向器（5-2）的两个连接轴分别与两个前轮的滚筒组件一一对应连接，另一台换向器（5-2）的两个连接轴分别与两个后轮的滚筒组件一一对应连接，两个换向器（5-2）的第三个连接轴通过传动轴（5-1）相互连接；

所述轮间离合器（5-3）设置在换向器（5-2）的连接轴与所对应的滚筒组件之间。

6.如权利要求1所述的汽车排放及汽车综合安全检验方法，其特征在于：所述检验平台还包括设置在台体（1）前侧或后侧的侧滑检测单元（4）；

所述侧滑检测单元（4）包括机架，所述机架上安装有与汽车左右车轮位置分别对应的第一滑板（4-1）和第二滑板（4-2），所述第一滑板（4-1）和第二滑板（4-2）各自分别可相对于机架左右滑动；所述侧滑检测单元 还包括用于检测第一滑板（4-1）和第二滑板（4-2）滑动情况的侧滑位置传感器（4-7）；

所述侧滑检测单元（4）还包括同步连杆机构，所述同步连杆机构包括第一连杆（4-3）、第二连杆（4-4）和第三连杆（4-5）；所述第二连杆（4-4）的中部与所述机架转动连接，所述第一连杆（4-3）与第三连杆（4-5）等长，第一连杆（4-3）一端与第一滑板（4-1）动连接、另一端与第二连杆（4-4）的一端转动连接，第三连杆（4-5）一端与第二连杆（4-4）的另一端转动连接、另一端与第二滑板（4-2）转动连接；

所述同步连杆机构还包括拉簧（4-6），所述拉簧（4-6）一端与机架相连接、另一端与所述第一滑板（4-1）或第二滑板（4-2）相连接；

汽车上下台体（1）路过所述侧滑检测单元（4）时，通过监测侧滑位置传感器（4-7）的数值判断是否存在侧滑问题。

7.如权利要求1所述的汽车排放及汽车综合安全检验方法，其特征在于：所述检验平台还包括灯光检测单元（3）；

所述灯光检测单元（3）包括台架，还包括安装在台架上的纵向调整机构（3-1），纵向调整机构（3-1）上设置有横向调整机构（3-2），横向调整机构（3-2）上安装有升降机构（3-4），升降机构（3-4）上安装有灯光检测仪（3-3）；

在进行ABS检验或EBD检验或环保检验的同时，灯光检测仪（3-3）在横向调整机构（3-2）和升降机构（3-4）的作用下调整至车灯位置处，然后在纵向调整机构（3-1）的作用下调整至与车灯之间的距离满足检测要求，然后进行灯光检测。

8.如权利要求1至7任一所述的汽车排放及汽车综合安全检验方法，其特征在于：两台所述检验平台成对检验：当一台检验平台进行环保检验时，另一台检验平台同步进行ABS检验或EBD检验；当一台检验平台进行ABS检验或EBD检验时，另一台检验平台同步进行环保检验，交替进行；正在进行环保检验的检验平台将回馈的电能直接供给另一台检验平台。

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